కొలతలు-ప్రమాణాలు

కొలతలకు సంబంధించిన శాస్త్ర విభాగమే భౌతికశాస్త్రం. ఇది ప్రకృతి సూత్రాలను వివరిస్తుంది. ఈ వివరణ పరిమాణాత్మకమైనది. ఇందులో పోల్చడం, కొలతలు ఇమిడి ఉన్నాయి. 

భౌతికశాస్త్రం యొక్క సూత్రాలను భౌతిక ప్రమాణాలతో తెలుపుట జరుగుతుంది. ఉదాహరణకు కాలం, ద్రవ్యరాశి, బలం, సాంద్రత మొదలగునవి. 

భౌతిక ప్రమాణాలు రెండు రకాలు. 1. మూలరాశులు, 2.ఉత్పన్న రాశులు (Fundamental Quantities and Derived Qu- antities). పొడవు, ద్రవ్యరాశి మరియు కాలం అను మూడింటిని మూల రాశులు అంటారు. ఇవి ఒక దానిపై ఒకటి ఆధారపడవు. ఉత్పన్న రాశులు మూలరాశులపై ఆధారపడతాయి. ఉదా: వేగం, వైశాల్యం, సాంద్రత.

భౌతిక రాశులు రెండు రకాలు:

1. సదిశ రాశులు 2. అదిశ రాశులు.

సదిశ రాశులు పరిమాణము, దిశలను కలిగి ఉంటాయి. అదిశ రాశులు పరిమాణమును మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి. 

సదిశ రాశులకు ఉదా: బలం, వేగం (Velocity), త్వరణం, ద్రవ్యవేగం. 

అదిశ రాశులకు ఉదా: కాలం, పొడవు, సాంద్రత, వడి (Speed), పని.

ప్రమాణాలలో పద్ధతులు:

1. C.G.S. పద్ధతి, 2. M.K.S. పద్ధతి, 3. S.I. పద్ధతి

System	Length	Mass	Time
C.G.S.	C.M.	Gram	Second
M.K.S.	Meter	Kilo Gram	Second
S.I.	Meter	Kilo Gram	Second

పొడవు: దూరాన్ని కొలవడానికి పొడవుని ప్రమాణంగా ఉపయోగిస్తారు. 

1 కిలోమీటర్ = 1000 m; 1 cm = 10^-2 m; 1 mm = 10^-3 m 

అతి చిన్న దూరాలను మైక్రోమీటర్లు (um) లేదా మైక్రాన్లు, ఆంగ్ స్ట్రామ్లు (A°), నానోమీటర్లు (nm) మరియు ఫెంటో మీటర్లు (fm) లతో కొలుస్తారు.

1 m = 10⁶um = 10⁹pm = 10¹⁰A° = 10¹⁵ fm

అతిపెద్ద దూరాలను కిలోమీటర్లలో, కాంతి తరంగ దైర్ఘ్యాలను ఆంగ్ స్ట్రామ్లలో, కేంద్రక దూరాలను ఫెంటోమీటర్లలో కొలుస్తారు. అంతరిక్ష దూరాలను కాంతి సంవత్సరాలలో కొలుస్తారు. ఒక సంవత్సరం కాలంలో కాంతి శూన్యంలో ప్రయాణించే దూరాన్ని"కాంతి సంవత్సరం" అంటారు. 1 కాంతి సంవత్సరం = 9.46 × 10¹⁵  మీ.

ద్రవ్య రాశి: వస్తువులోని పదార్థ పరిమాణాన్ని తెలియచేసే భౌతిక రాశిని ద్రవ్యరాశి అంటారు. ఇది ఎప్పుడు స్థిరంగా ఉంటుంది. 

1 టన్ను (t) = 10³ Kg ;

1 గ్రామ్ (g) = 10^-3Kg ; 

1 మిల్లీగ్రాము = 10^-6Kg 

కాలం: రెండు సంఘటనల మధ్య సమయాన్ని 'కాలం' అంటారు.

వస్తువుల ఆవర్తన చలనం ఆధారంగా కాలాన్ని కొలిచే సాధనాలు (గడియారాలు) అనేకం తయారు చేయబడ్డాయి. ఇవి సన్ డయల్, నీటి గడియారం, లోలక గడియారం, అనేక రకాలైన చేతి గడియారాలు మరియు పరమాణు గడియారాలు మొదలైనవి.

కాలం యొక్క ప్రమాణము : సెకను.

1 సెకను = (1/86400) X సగటు సూర్యదినము.

1967వ సంవత్సరంలో సెకనును ఇంకా కచ్చితంగా నిర్వచించడం జరిగింది. 133 పరమాణు సంఖ్య గల సీజియం పరమాణువుకు 9,192,631,770 కంపనాలు చేయుటకు పట్టిన సమయాన్ని ఒక సెకనుగా తీసుకున్నారు. అత్యంత ఖచ్చితమైన ఈ ప్రామాణిక సెకనును ప్రపంచమంతటా ఆమోదించారు.

ప్రమాణాలు - పద్దతులు

S.I. పద్దతి: క్రీ.శ. 1959లో తూనికలు, కొలతలు ఏర్పాటు చేసిన జనరల్ కాన్ఫరెన్స్ మెట్రిక్ పద్ధతికి చెందిన ఒక రూపాన్ని అంతర్జాతీయంగా అనుసరించదగిన పద్ధతిగా నిర్ణయించింది. 1960లో ఈ పద్ధతికి "సిస్టమ్ ఇంటర్నేషనల్ యూనిట్స్" లేదా "ఇంటర్నేషనల్ సిస్టమ్ ఆఫ్ యూనిట్స్" (S.I) అని నామకరణం చేశారు. 1971వ సంవత్సరంలో తూకాలు, కొలతల మహాసభ "ఇంటర్నేషనల్ సిస్టమ్  అఫ్ యూనిట్స్" (S.I. System) అనే నూతన కొలతల పద్ధతిని వేశపెట్టింది. 

ఈ పద్ధతిలో పొడవు, ద్రవ్యరాశి, కాలం, ఉష్ణోగ్రత అనే నాలుగు ప్రాథమిక కొలతలుంటాయి. వీటిలో పొడవుకు 'మీటర్', ద్రవ్యరాశికి 'కిలోగ్రామ్', కాలమునకు 'సెకన్', ఉష్ణోగ్రతకు 'డిగ్రీసెల్సియస్' (సెంటీ 7 గ్రేడ్) లేదా కెల్విన్లను 'ఫారన్హీట్'కు ప్రతిగా ప్రమాణాలుగా నిర్ణయిం చారు. అప్పటికి విరివిగా అమలులో ఉన్న 'మినిట్', 'అవర్'(గంట)లను కాలానికి ప్రమాణాలుగా 'డిగ్రీ', 'మినిట్', 'సెకన్'లను కోణీయ కొలతలకు (angular measurements) ప్రమాణాలుగా, 'నాటికల్ మైల్', 'నాట్'లను సముద్రంపై దూరాలకు ప్రమాణాలుగా సమావేశం ఆమోదించింది. ప్రాథమిక ప్రమాణాలను కింది విధంగా నిర్వచించారు.

కిలోగ్రామ్: ఫ్రాన్స్లోని సెవ్రే (Sevre) పట్టణంలోని తూనికలు, కొలతల అంతర్జాతీయ సంస్థలో ఉన్న మిశ్రమ లోహపు ముద్ద ద్రవ్యరాశి కిలోగ్రామ్. ఇదే S.I. పద్ధతిలో ద్రవ్యరాశికి ప్రమాణం. ఈ లోహ మిశ్రమం 90 శాతము ప్లాటినమ్, 10 శాతము ఇరిడియమ్తో

తయారయింది.

సెకను: బాహ్యక్షేత్రాల ప్రభావానికి లోనుకానపుడు సీజియం-133 పరమాణువు నుండి ఉద్గారమయ్యే వికిరణము యొక్క 9,192,631,770 చక్రాల (cycles) కాలాన్ని సెకను అంటారు. ఇది సగటు సౌరదినంలో 86,400వ వంతు. సగటు నక్షత్ర దినంలో 86, 164.1వ వంతు, కోణానికి ప్రమాణంగా ఒక వృత్తంలో 1.296x10⁶వ వంతు, డిగ్రీలో 3,600వ వంతు.

మీటర్: క్రిప్టాన్-86 పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్ 2P₁₀ స్థాయి నుంచి 5dP₅, స్థాయికి సంక్రమణం చెందటం వల్ల శూన్యంలోకి ఉద్గారం చెందు నారింజరంగు వర్ణపటరేఖ తరంగదైర్ఘ్యానికి 1,650,763.73 రెట్లని మీటర్అంటారు. ఇది S.I. ప్రమాణపు నిర్వచనం (1960). ఉత్తర ధ్రువం నుంచి ఇంగ్లాండ్లోని డంకిర్క్ పట్టణం ద్వారా పోతూ భూమధ్యరేఖ వరకు భూతలం మీద గీచిన రేఖ పొడవులో 10⁷ భాగంను ఒక మీటర్గా మొదట నిర్వచించారు. 1983లో మీటర్కి కొత్త నిర్వచనం ఇచ్చారు. శూన్యయానకంలో 1 సెకన్లో కాంతి ప్రయాణం చేసే దూరంలో 299,

792, 458 భాగం ఒక మీటరు.

ఆంపియర్: మీటర్ దూరంలో శూన్యయానకంలో వేరు చేయబడిన రెండు సమాంతర అంతులేని విద్యుద్వాహకములలో ఎంత విద్యుత్ప్రవా హమున్నపుడు వాటి మధ్య ప్రమాణ పొడవుపై బలం 2×10^-7 న్యూటన్ అవుతుందో అపుడా విద్యుత్ ప్రవాహం ఒక ఆంపియర్ అవుతుంది. దీనికి సంకేతం A.

కెల్విన్: ఉష్ణ గతిక స్కేలుపై కొలవబడిన నీటి త్రిక బిందువు ఉష్ణోగ్రతలో 1/273.16 భాగము.

కేండెలా: 101,325 న్యూటన్/ మీ² పీడనం వద్ద ప్లాటినమ్ ఘనీభవన స్థానం వద్ద ఉన్న కృష్ణ వస్తువు ఉపరితలం నుండి లంబంగా చదరపు మీటరు వైశాల్యంలో 1/600,000వ భాగం నుండి ఉద్గారమగు కాంతి తీవ్రతయే ఒక కండెలా అవుతుంది.

రేడియన్: వృత్త వ్యాసార్ధంతో సమాన పొడవు కలిగిన వృత్త చాపము వృత్త కేంద్రము వద్ద ఏర్పరచు కోణాన్ని రేడియన్ అంటారు. 

2Π రేడియన్లు= 360⁰

1 రేడియన్ = 360/2Π = 57°17'44"

స్టెరేడియన్: 1 మీ వ్యాసార్ధం గల గోళంపై 1 చ.మీ. వైశాల్యం గల భాగం కేంద్రం వద్ద ఏర్పరచు ఘనకోణాన్ని స్టెరేడియన్ అంటారు. 

మోల్: 0.012 కి.గ్రా.ల కార్బన్-12లో ఎన్ని ప్రాథమిక కణాలుంటాయో అన్నే ప్రాథమిక కణాలుండే పదార్థము పరిమాణాన్ని మోల్ అంటారు.